Sava lalana

Mitana anjara toerana lehibe amin'ny fitomboan'ny zavamaniry ny hazavana. Izy no zezika tsara indrindra hampiroboroboana ny fidiran'ny klorofila sy ny fidiran'ny toetra isan-karazany amin'ny fitomboan'ny zavamaniry toy ny karotena. Na izany aza, ny anton-javatra mamaritra ny fitomboan'ny zavamaniry dia anton-javatra feno, tsy mifandraika amin'ny hazavana ihany, fa tsy azo sarahina amin'ny firafitry ny rano, ny tany ary ny zezika, ny toe-javatra momba ny fitomboana ary ny fanaraha-maso ara-teknika feno.

Tao anatin'ny roa na telo taona lasa, dia nisy tatitra tsy tambo isaina momba ny fampiharana ny teknolojian'ny jiro semiconductor momba ny orinasa mpamokatra herinaratra telo refy na ny fitomboan'ny zavamaniry. Saingy rehefa avy namaky azy tsara dia misy foana ny fahatsapana tsy fahazoana aina. Amin'ny ankapobeny, dia tsy misy fahatakarana marina ny anjara asan'ny hazavana amin'ny fitomboan'ny zavamaniry.

Voalohany, andeha hojerentsika ny endriky ny taratry ny masoandro, araka ny aseho amin'ny Sary 1. Hita fa ny taratry ny masoandro dia taratry ny masoandro mitohy, izay matanjaka kokoa ny taratry ny manga sy maitso noho ny taratry ny mena, ary ny taratry ny hazavana hita maso dia eo anelanelan'ny 380 ka hatramin'ny 780 nm. Ny fitomboan'ny zavamananaina eo amin'ny natiora dia mifandray amin'ny hamafin'ny taratry ny masoandro. Ohatra, ny ankamaroan'ny zavamaniry any amin'ny faritra akaikin'ny ekoatera dia mitombo haingana dia haingana, ary miaraka amin'izay koa, ny haben'ny fitomboany dia somary lehibe. Saingy ny hamafin'ny taratry ny masoandro dia tsy voatery ho tsara kokoa foana, ary misy ambaratongan'ny fifantenana sasany ho an'ny fitomboan'ny biby sy zavamaniry.

Sary 1, Ny toetran'ny taratra masoandro sy ny taratra hita maso ao aminy

Faharoa, ny kisarisary faharoa momba ny singa fototra maromaro amin'ny fidiran'ny zavamaniry dia aseho amin'ny Sary 2.

Sary 2, Spektra fidiran'ny auxine maromaro amin'ny fitomboan'ny zavamaniry

Hita avy amin'ny Sary 2 fa tena samy hafa ny spektrum fidiran'ny hazavana amin'ny auxine maromaro izay misy fiantraikany amin'ny fitomboan'ny zavamaniry. Noho izany, ny fampiharana ny jiro LED ho an'ny fitomboan'ny zavamaniry dia tsy zavatra tsotra, fa tena voafaritra tsara. Eto dia ilaina ny mampiditra ny foto-kevitra momba ireo singa roa manan-danja indrindra amin'ny fitomboan'ny zavamaniry amin'ny fotosintetika.

• Klorofila

Ny klôrofila dia iray amin'ireo loko manan-danja indrindra mifandraika amin'ny fotosintezy. Misy amin'ny zavamananaina rehetra izay afaka mamorona fotosintezy izy io, anisan'izany ny zavamaniry maitso, ny ahidrano manga-maitso prokaryotika (cyanobacteria) ary ny ahidrano eukaryotika. Ny klôrofila dia mandray ny angovo avy amin'ny hazavana, izay ampiasaina hanovana ny gazy karbonika ho gliosida.

Ny klôrofila a no tena mandray ny hazavana mena, ary ny klôrofila b kosa no tena mandray ny hazavana manga-volomparasy, indrindra mba hanavahana ny zavamaniry alokaloka amin'ny zavamaniry masoandro. Kely ny tahan'ny klôrofila b amin'ny klôrofila a amin'ny zavamaniry alokaloka, ka afaka mampiasa tsara ny hazavana manga ny zavamaniry alokaloka ary mifanaraka amin'ny fitomboany amin'ny alokaloka. Manga-maitso ny klôrofila a, ary mavo-maitso ny klôrofila b. Misy fidiran'ny klôrofila a sy klôrofila b matanjaka roa, ny iray ao amin'ny faritra mena miaraka amin'ny halavan'ny onja 630-680 nm, ary ny iray kosa ao amin'ny faritra manga-volomparasy miaraka amin'ny halavan'ny onja 400-460 nm.

• Karotenoida

Ny karotenoida dia teny ankapobeny ilazana ny kilasin'ny loko voajanahary manan-danja, izay matetika hita amin'ny loko mavo, volomboasary-mena na mena amin'ny biby, zavamaniry ambony, holatra ary ahidrano. Hatreto, maherin'ny 600 ny karotenoida voajanahary hita.

Ny fidiran'ny hazavana ao amin'ny karotenoida dia mandrakotra ny elanelan'ny OD303 ~ 505 nm, izay manome ny lokon'ny sakafo ary misy fiantraikany amin'ny fihinan'ny vatana sakafo. Ao amin'ny ahidrano, zavamaniry ary zavamananaina bitika, ny lokony dia rakotra klorofila ka tsy afaka miseho. Ao amin'ny sela zavamaniry, ny karotenoida vokarina dia tsy vitan'ny hoe mandray sy mamindra angovo mba hanampiana ny fotosintezy, fa manana ny asany amin'ny fiarovana ny sela amin'ny fandringanana ataon'ny molekiola oksizenina mifamatotra amin'ny elektrôna tokana.

Tsy fahazoan-kevitra ara-kevitra sasany

Na eo aza ny fiantraikany mitsitsy angovo, ny fifantenana ny hazavana ary ny fandrindrana ny hazavana, dia nampiseho tombony lehibe ny jiro semiconductor. Na izany aza, avy amin'ny fivoarana haingana tao anatin'ny roa taona lasa, dia nahita tsy fifankahazoan-kevitra maro ihany koa isika teo amin'ny famolavolana sy ny fampiharana ny hazavana, izay hita taratra indrindra amin'ireto lafiny manaraka ireto.

①Raha mbola atambatra amin'ny tahan'ny iray ireo poti-jiro mena sy manga amin'ny halavan'ny onjam-peo iray, dia azo ampiasaina amin'ny fambolena zavamaniry izy ireo, ohatra, ny tahan'ny mena amin'ny manga dia 4:1, 6:1, 9:1 sy ny sisa.

②Raha mbola fotsy ny jiro dia afaka manolo ny hazavan'ny masoandro, toy ny fantsona fotsy telo lehibe ampiasaina betsaka any Japon sns. Ny fampiasana ireo spectrum ireo dia misy fiantraikany amin'ny fitomboan'ny zavamaniry, saingy tsy dia tsara toy ny loharanon-jiro vokarin'ny LED ny vokany.

③Raha mbola mahatratra tondro iray ny PPFD (haben'ny fikorianan'ny hazavana), izay masontsivana manan-danja amin'ny hazavana, ohatra, ny PPFD dia mihoatra ny 200 μmol·m-2·s-1. Na izany aza, rehefa mampiasa ity tondro ity ianao dia tsy maintsy mandinika raha zavamaniry alokaloka na zavamaniry masoandro izany. Mila mikaroka na mahita ny teboka famenoana hazavana amin'ireo zavamaniry ireo ianao, izay antsoina koa hoe teboka famenoana hazavana. Amin'ny fampiharana tena izy, matetika ny zana-kazo dia may na malazo. Noho izany, ny famolavolana ity masontsivana ity dia tsy maintsy amboarina araka ny karazana zavamaniry, ny tontolo iainana ary ny fepetra.

Mikasika ny lafiny voalohany, araka ny nampidirina tao amin'ny fampidirana, ny spektrum ilaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry dia tokony ho spektrum mitohy miaraka amin'ny sakany fizarana voafaritra. Mazava ho azy fa tsy mety ny mampiasa loharanon-jiro vita amin'ny poti-jiro roa misy halavan'ny onjam-peo mena sy manga miaraka amin'ny spektrum tery dia tery (araka ny aseho amin'ny Sary 3(a)). Tamin'ny andrana, dia hita fa mavomavo ny lokon'ny zavamaniry, maivana be ny tahon'ny ravina, ary manify dia manify ny tahon'ny ravina.

Ho an'ny fantsona fluorescent misy loko fototra telo izay matetika ampiasaina tamin'ny taona lasa, na dia fotsy aza no namboarina, dia misaraka ny spectra mena, maitso ary manga (araka ny aseho amin'ny Sary 3(b)), ary tery dia tery ny sakany. Somary malemy ny hamafin'ny spectral an'ny ampahany mitohy manaraka, ary mbola lehibe ihany ny heriny raha oharina amin'ny LED, 1.5 ka hatramin'ny 3 heny noho ny fanjifana angovo. Noho izany, ny vokatry ny fampiasana dia tsy tsara toy ny jiro LED.

Sary 3, Jiro LED misy puce mena sy manga ary jiro fluorescent misy loko telo fototra

Ny PPFD dia ny hakitroky ny fivezivezen'ny hazavana kuantum, izay manondro ny hakitroky ny fivezivezen'ny hazavana mahomby amin'ny fotosintezy, izay maneho ny isan'ny quanta hazavana rehetra miditra amin'ny vatan'ny ravin-javamaniry ao anatin'ny elanelan'ny halavan'ny onjam-peo 400 ka hatramin'ny 700 nm isaky ny fotoana sy velaran-tany. Ny singany dia μE·m-2·s-1 (μmol·m-2·s-1). Ny taratra mavitrika amin'ny fotosintezy (PAR) dia manondro ny taratra masoandro manontolo miaraka amin'ny halavan'ny onjam-peo eo anelanelan'ny 400 ka hatramin'ny 700 nm. Azo aseho amin'ny alalan'ny quanta hazavana na amin'ny alalan'ny angovo taratra izany.

Fahiny, ny hamafin'ny hazavana taratry ny illuminometer dia famirapiratana, saingy miova ny haavon'ny fitomboan'ny zavamaniry noho ny haavon'ny jiro avy amin'ny zavamaniry, ny fandrakofan'ny hazavana ary ny fahafahan'ny hazavana mandalo ny ravina. Noho izany, tsy marina ny fampiasana par ho toy ny mari-pamantarana ny hamafin'ny hazavana amin'ny fandalinana ny photosynthesis.

Amin'ny ankapobeny, azo atomboka ny mekanisma fotosintezy rehefa lehibe noho ny 50 μmol·m-2·s-1 ny PPFD an'ny zavamaniry tia masoandro, raha toa kosa ka 20 μmol·m-2·s-1 ihany no ilaina ho an'ny PPFD an'ny zavamaniry alokaloka. Noho izany, rehefa mividy jiro LED ianao dia afaka misafidy ny isan'ny jiro LED mifototra amin'io sanda fanondroana io sy ny karazana zavamaniry ambolenao. Ohatra, raha 20 μmol·m-2·s-1 ny PPFD an'ny jiro LED tokana, dia ilaina ny takamoa LED mihoatra ny 3 mba hamboly zavamaniry tia masoandro.

Vahaolana famolavolana maromaro ho an'ny jiro semiconductor

Ampiasaina amin'ny fitomboan'ny zavamaniry na ny fambolena ny jiro semiconductor, ary misy fomba roa fototra azo ampiasaina.

• Amin'izao fotoana izao, malaza be any Shina ny modely fambolena an-trano. Manana toetra maromaro ity modely ity:

①Ny anjara asan'ny jiro LED dia ny manome ny hazavana rehetra amin'ny zavamaniry, ary ny rafitra jiro dia ilaina mba hanomezana ny angovo rehetra, ary somary lafo ny vidin'ny famokarana;
②Ny famolavolana ny jiro LED dia mila mandinika ny fitohizan'ny hazavana sy ny fahamarinan'ny spectrum;
③ Ilaina ny mifehy tsara ny fotoana sy ny hamafin'ny hazavana, toy ny famelana ny zavamaniry hiala sasatra mandritra ny ora vitsivitsy, ny hamafin'ny taratra tsy ampy na mahery loatra, sns.;
④Ny dingana manontolo dia mila manahaka ny fepetra takian'ny tontolo iainana tsara indrindra ho an'ny fitomboan'ny zavamaniry any ivelany, toy ny hamandoana, ny mari-pana ary ny fifantohana CO2.

• Fomba fambolena ivelany miaraka amin'ny fototra fambolena trano maitso ivelany tsara. Ireto avy ny toetran'ity modely ity:

①Ny anjara asan'ny jiro LED dia ny manampy ny hazavana. Ny iray dia ny mampitombo ny hamafin'ny hazavana eo amin'ny faritra manga sy mena eo ambanin'ny tara-masoandro mandritra ny andro mba hampiroboroboana ny photosynthesis an'ny zavamaniry, ary ny iray kosa dia ny manonitra rehefa tsy misy tara-masoandro amin'ny alina mba hampiroboroboana ny fitomboan'ny zavamaniry.
②Ny hazavana fanampiny dia mila mandinika ny dingana fitomboan'ny zavamaniry, toy ny vanim-potoanan'ny zana-kazo na ny vanim-potoanan'ny voninkazo sy ny voankazo.

Noho izany, ny famolavolana jiro LED ho an'ny zavamaniry dia tokony hanana fomba famolavolana fototra roa aloha, dia ny jiro 24 ora (an-trano) sy ny jiro fanampiny ho an'ny fitomboan'ny zavamaniry (ivelany). Ho an'ny fambolena zavamaniry an-trano, ny famolavolana jiro LED dia mila mandinika lafiny telo, araka ny aseho amin'ny Sary 4. Tsy azo atao ny mamono ireo poti-jiro amin'ny loko fototra telo amin'ny ampahany voafaritra.

Sary 4, Ny hevitra momba ny famolavolana ny fampiasana jiro LED ho an'ny zavamaniry an-trano mandritra ny 24 ora

Ohatra, ho an'ny hazavana eo amin'ny dingana fambolena, raha jerena fa mila manamafy ny fitomboan'ny fakany sy ny tahony, manamafy ny fisampanan'ny ravina, ary ampiasaina ao an-trano ny loharanon-jiro, dia azo atao araka ny aseho amin'ny Sary 5 ny famolavolana ny hazavana.

Sary 5, Rafitra spektraly mety amin'ny vanim-potoanan'ny akanin-jaza LED an-trano

Ho an'ny famolavolana ny karazana jiro LED faharoa, dia mikendry indrindra ny vahaolana amin'ny famolavolana ny fanampiana hazavana mba hampiroboroboana ny fambolena eo am-pototry ny trano fonenana ivelany izy io. Aseho amin'ny Sary 6 ny hevitra momba ny famolavolana.

Sary 6, Hevitra momba ny famolavolana jiro fambolena ivelany 

Manoro hevitra ny mpanoratra fa tokony hampiasa safidy faharoa ny orinasa mpamboly mba hampiasana jiro LED hampiroboroboana ny fitomboan'ny zavamaniry.

Voalohany indrindra, ny fambolena zavamaniry any ivelany any Shina dia efa an-taonany maro no nisian'ny traikefa maro, na any atsimo na any avaratra. Manana fototra tsara amin'ny teknolojia fambolena zavamaniry any ivelany izy ary manome voankazo sy legioma vaovao maro eny an-tsena ho an'ny tanàna manodidina. Indrindra eo amin'ny sehatry ny tany sy ny rano ary ny fambolena zezika, dia nahitana vokatra fikarohana maro be.

Faharoa, ity karazana vahaolana fanampiny amin'ny jiro ity dia afaka mampihena be ny fandaniana angovo tsy ilaina, ary miaraka amin'izay dia afaka mampitombo tsara ny vokatra voankazo sy legioma. Ankoatra izany, ny velaran-tany midadasika an'i Shina dia tena mety amin'ny fampiroboroboana.

Amin'ny maha-fikarohana siantifika momba ny jiro LED ho an'ny zavamaniry, dia manome fototra fanandramana mivelatra kokoa ho azy ihany koa izy io. Ny Sary 7 dia karazana jiro LED ho an'ny zavamaniry novolavolain'ity ekipa mpikaroka ity, izay mety amin'ny fambolena ao anaty trano maitso, ary ny spektrum misy azy dia aseho amin'ny Sary 8.

Sary 7, Karazana jiro LED ho an'ny fitomboan'ny zavamaniry

Sary 8, karazana jiro LED mitombo

Araka ireo hevitra famolavolana etsy ambony ireo, dia nanao andiana andrana ny ekipa mpikaroka, ary tena manan-danja ny vokatra azo. Ohatra, ho an'ny jiro fambolena mandritra ny fambolena zana-kazo, ny jiro voalohany nampiasaina dia jiro fluorescent manana hery 32 W ary tsingerin'ny fambolena zana-kazo mandritra ny 40 andro. Manome jiro LED 12 W izahay, izay mampihena ny tsingerin'ny zana-kazo ho 30 andro, mampihena tsara ny fiantraikan'ny mari-pana ao amin'ny atrikasa fambolena zana-kazo, ary mitsitsy ny fanjifana herinaratra amin'ny fampangatsiahana rivotra. Tsara kokoa noho ny vahaolana fambolena zana-kazo tany am-boalohany ny hateviny, ny halavany ary ny lokony. Ho an'ny zana-kazo legioma mahazatra, dia azo ihany koa ny fehin-kevitra fanamarinana tsara, izay fintinina ao amin'ny tabilao manaraka.

Anisan'izany ny vondrona hazavana fanampiny PPFD: 70-80 μmol·m-2·s-1, ary ny tahan'ny mena-manga: 0.6-0.7. Ny tahan'ny PPFD antoandro ho an'ny vondrona voajanahary dia 40~800 μmol·m-2·s-1, ary ny tahan'ny mena amin'ny manga dia 0.6~1.2. Hita fa tsara kokoa noho ny an'ny zana-kazo ambolena voajanahary ireo tondro etsy ambony ireo.

Famaranana

Ity lahatsoratra ity dia mampiditra ireo fivoarana farany amin'ny fampiharana ny jiro LED amin'ny fambolena zavamaniry, ary manasongadina ny tsy fahazoan-kevitra sasany amin'ny fampiharana ny jiro LED amin'ny fambolena zavamaniry. Farany, ampidirina ireo hevitra sy tetika ara-teknika ho an'ny fampivoarana ny jiro LED ampiasaina amin'ny fambolena zavamaniry. Tsara homarihina fa misy ihany koa ireo lafin-javatra sasany tokony hodinihina amin'ny fametrahana sy fampiasana ny jiro, toy ny elanelana misy eo amin'ny jiro sy ny zavamaniry, ny elanelan'ny taratra azon'ny jiro, ary ny fomba fampiharana ny jiro amin'ny rano mahazatra, zezika ary tany.

Mpanoratra: Yi Wang et al. Loharano: CNKI